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PROPUESTA DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS COMO CRITERIO DE
DISEÑO EN UNA VIVIENDA SOCIAL EN EL CLIMA CÁLIDO – HÚMEDO.
SEBASTIÁN URIBE ALZATE
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
ESCUELA DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
FACULTAD DE ARQUITECTURA
ARQUITECTURA
MEDELLIN
2020
2
PROPUESTA DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS COMO CRITERIO DE
DISEÑO EN UNA VIVIENDA SOCIAL EN EL CLIMA CÁLIDO – HÚMEDO.
SEBASTIÁN URIBE ALZATE
Trabajo de grado para optar al título de Arquitecto
Asesor
Luis Felipe Lalinde Castrillón
Ingeniero civil
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
ESCUELA DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
FACULTAD DE ARQUITECTURA
ARQUITECTURA
MEDELLIN
2020
3
15 de mayo de 2020
Sebastián Uribe Alzate
“Declaro que este trabajo de grado no ha sido presentado con anterioridad para
optar a un título, ya sea en igual forma o con variaciones, en esta o en cualquiera
otra universidad”. Art. 92, parágrafo, Régimen Estudiantil de formación avanzada.
CC: 1037669949
4
AGRADECIMIENTOS
A mis padres primero, a quienes les agradezco apoyarme siempre en mis
decisiones y elecciones, ya que, por su esfuerzo, he podido desarrollar este
pregrado de arquitectura con convicción y empeño. Hoy, gracias a esto, se
cosechan experiencias y aprendizajes para el camino de la vida.
No menos importante, expreso mucha gratitud para todos y cada uno de los tutores
de la UPB, y Eafit, que han acompañado este proceso durante más de un año, los
cuales me han compartido todos sus conocimientos, y experiencia profesional para
culminar este proceso investigativo.
5
6
TABLA DE CONTENIDO
1. MARCO INTRODUCTORIO.......................................................................... 10
1.1. Descripción del problema ........................................................................ 10
1.2. Antecedentes .......................................................................................... 10
1.3. Elementos o Variables ............................................................................ 12
1.4. Delimitación ............................................................................................ 13
1.5. Formulación del problema ....................................................................... 13
1.6. Objetivo General ..................................................................................... 13
1.7. Objetivos específicos .............................................................................. 14
1.8. Justificación ............................................................................................ 14
1.9. Metodología ............................................................................................ 15
2. MARCO CONTEXTUAL ................................................................................ 16
3. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL ........................................................... 19
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................... 22
5. CONCLUSIONES ......................................................................................... 37
6. RECOMENDACIONES ................................................................................. 38
7. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................. 39
7
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Diagrama circular sobre cantidad de territorio ocupado por un piso
térmico. Autoría propia.
Gráfico 2. Mapa colombiano sobre zonas del territorio definidas por un piso térmico.
Autoría propia.
Gráfico 3. Diagrama de las variables esenciales dentro de los objetivos de la
investigación. Autoría propia.
Gráfico 4. Diagramas de barras comparativos de nubosidad y cantidades de
precipitación en milímetros entre pisos térmicos a evaluar. (Meteoblue, 2019).
Gráfico 5. Diagramas de barras comparativos de velocidad de vientos y radiación
solar entre pisos térmicos a evaluar. (Meteoblue, 2019)
Gráficos 6,7,8,9. Diagramas de barras comparativos de datos climáticos entre pisos
térmicos a evaluar. Autoría propia.
Gráfico 10. Diagramas de barras comparativos de los resultados climáticos
obtenidos anteriormente en porcentaje de días al año. Autoría propia.
Gráfico 11. Propuesta formal del módulo a partir de un total de seis planos
agrupados. Autoría propia.
Gráfico 12. Distribución interior del módulo, habitabilidad dentro de este. Autoría
propia.
Gráfico 13. Orientación en posibles agrupaciones del módulo. Autoría propia.
Gráfico 14. Agrupación del módulo sobre topografía inclinada y plana. Autoría
propia.
Gráfico 15. Circulaciones entre módulos dependiendo su agrupación. Autoría
propia.
Gráfico 16. Esquema de ventilación cruzada dentro del proyecto. Autoría propia.
Gráfico 17. Esquema de sistema de evacuación de aire caliente. Autoría propia.
Gráfico 18. Isométrico explotado con lupas de materialidades. Autoría propia.
Gráfico 19. Imaginario del interior del módulo (zona social). Autoría propia.
8
Gráfico 20. Imaginario exterior en topografía plana. Autoría propia.
Gráfico 21. Imaginario exterior en topografía inclinada. Autoría propia.
Gráficos 22 y 23. ¨[izquierda] Hábitat Smart Living Lab UPB (Amaya 2015).
[derecha] Casa solar Eafit (Torres 2017).
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Tabla descriptiva sobre la metodología de esta investigación. Autoría
propia.
Tabla 2. Tabla de descarte sobre variables del marco contextual. Autoría propia.
Tabla 3. Tabla de descarte sobre variables del marco teórico y conceptual. Autoría
propia.
Tabla 4. Tabla comparativa entre pisos térmicos a evaluar. Autoría propia.
Tabla 5. Tabla comparativa de temperaturas máximas, mínimas y medias entre
pisos térmicos a evaluar. (Meteoblue, 2019).
Tabla 6. Cuadro de áreas del módulo. Autoría propia.
Tabla 7. Evaluación del desempeño en diferentes climas de los módulos propuestos
por los coinvestigadores. Autoría propia (proyecto de investigación Energética
2030).
Tabla 8. Tabla evaluativa Casa solar Eafit. Autoría propia.
Tabla 9. Tabla evaluativa Hábitat, UPB. Autoría propia.
9
RESUMEN
Esta investigación logra analizar desde varios puntos de vista ciertas cualidades
que una vivienda de interés social en el clima cálido – húmedo colombiano debería
tener en cuenta, para brindarle una grata habitabilidad al usuario, buscando no solo
que este obtenga un lugar de estancia y permanencia, sino también una edificación
que le brinde confort y comodidades según su entorno. Para esto, se han tenido en
cuenta diferentes variables que son indispensables para el diseño bioclimático de
una vivienda, como lo es el entorno con sus condicionantes climáticos y el
emplazamiento, también, la materialidad de la que esté compuesta el proyecto, y la
búsqueda de soluciones pasivas desde la arquitectura que tengan como prioridad
el confort del usuario.
La investigación está compuesta de la fase de evaluación de datos, posteriormente
el desarrollo de un diseño arquitectónico que ha sido planteado tomando en cuenta
los análisis del entorno, para obtener como resultado un posible diseño de vivienda
de interés social que cumple las características bioclimáticas y de confort
propuestas. Por último, la evaluación del prototipo planteado por coinvestigadores
de la facultad de arquitectura. Todo esto con el fin de ilustrar de una manera
desglosada la propuesta de estrategias bioclimáticas como criterio de diseño en una
vivienda social en el clima cálido – húmedo en Colombia.
ABSTRACT
This research succeeds in analyzing from various points of view certain qualities that
a social housing of interest in the warm - humid Colombian climate should be
consider, in order to provide a pleasant habitability to the user, seeking not only a
place to stay, but also a building that provides comfort. For this, different variables
have been consider that are indispensable for the bioclimatic design of a dwelling,
such as the environment with its climatic conditions and the location, also, the
materiality of which the project is composed, and the search for passive solutions
from the architecture that have as priority the comfort of the user.
The research is composed of the phase of evaluation of data, later the development
of an architectural design that has been proposed considering the analysis of the
environment, to obtain as a result a possible social housing design that meets the
proposed bioclimatic and comfort characteristics. Finally, the evaluation of the
prototype proposed by co-researchers of the faculty of architecture. All this in order
to illustrate in a disintegrated way the proposal of bioclimatic strategies as design
criteria in a social housing in the warm - humid climate in Colombia.
PALABRAS CLAVE: Vivienda social, diseño bioclimático, suelo cálido_húmedo,
confort, arquitectura.
10
1. MARCO INTRODUCTORIO
El principal objetivo de esta investigación es dar soluciones desde la arquitectura
que aumenten el confort de los habitantes de una vivienda de interés social de
nuestro país. Esto con el fin de que la vivienda sea realmente un espacio cómodo,
habitable y ameno, buscando más allá de dotar a una familia de un techo y un
resguardo del exterior.
La idea es examinar los elementos claves desde la bioclimática, que se le pueden
incorporar a los diseños comunes de vivienda de interés social, específicamente en
el suelo térmico cálido – húmedo donde se concentra el 80% del territorio nacional.
1.1. Descripción del problema
La investigación se lleva a cabo, gracias a la reflexión del ¿cómo habitan las
personas a quienes el estado les provee una vivienda de interés social?, y el poco
interés de este al evaluar qué pasa luego de ser entregadas las viviendas.
Desde la arquitectura, la vivienda y las variables básicas orientadas al diseño, se
distinguen varios factores clave como el habitar, y el confort; de estos algunos no
son tenidos en cuenta luego de ver como se ejecutan las viviendas y sus diseños.
Debido a esto, se puede concluir que estas variables no tienen tanta prevalencia
comparadas con el área por construir y el presupuesto destinado.
1.2. Antecedentes
Las viviendas de interés social en nuestro país se desarrollan usualmente con un
diseño base que cumple con los requisitos normativos de nuestro país como lo son
la NSR -10, RAS 2000, ntc 1500, RETIE, entre otras (Ministerio de ambiente,
vivienda y desarrollo territorial 2011) dejando a un lado los aspectos como entorno
en el que estará emplazada esta vivienda y como esta se adapta a él. Es por esto
que, para darle pie al inicio de esta investigación, debemos tener claras las
características del suelo térmico donde estará emplazada la vivienda; así que nos
basamos en la cantidad de territorio que cubre cada suelo térmico en nuestro país,
(gráficos 1 y 2) y así elegir cual es el más conveniente para desarrollar el proyecto
y a su vez disponga más beneficios para las personas de nuestro país.
Luego de analizar los datos obtenidos (Catorce6 2019), podemos notar que la
investigación puede tener un mayor campo de acción si se desarrolla basándose en
los aspectos climáticos del clima cálido – húmedo que equivale al 80% del territorio
nacional.
11
Gráfico 1. Diagrama circular sobre cantidad de territorio ocupado por un piso térmico. Autoría propia.
Gráfico 2. Mapa colombiano sobre zonas del territorio definidas por un piso térmico. Autoría propia.
80%
7,90%
10%2,10%
PISOS TERMICOS COLOMBIA
Cálido Frio Templado Páramo - Glacial
12
Entre otros antecedentes, encontramos las investigaciones ya realizadas por la
universidad Eafit, en donde han desarrollado investigaciones con el objetivo de
desarrollar y comercializar un ladrillo solar; este consiste en un bloque cerámico de
mampostería tradicional al que se le adicionan paneles fotovoltaicos para adquirir
energía eléctrica por medio de la energía solar (Torres, L. 2017) Para esto han
construido una casa en Llano grande, Antioquia, en donde actualmente se testea la
utilidad de estos artefactos. (gráfico 23)
Así mismo, la Universidad Pontificia Bolivariana, en apoyo de grupos de
investigación, ha logrado construir una casa modular, conocida inicialmente como
“Casa Yarumo” (Amaya. A. 2015). Esta fue el resultado obtenido por estudiantes y
profesores de la universidad en trabajo interdisciplinar participando en el Solar
Decathlon (un evento estadounidense que incentiva la construcción y el diseño de
la vivienda sostenible). Actualmente la casa yarumo es un lugar utilizado por
personal de la universidad para desenvolver en él grupos de investigación como lo
es la Micro red. La casa cada vez evoluciona más en temas de sostenibilidad ya
que las diferentes disciplinas de la universidad aportan al desarrollo tecnológico de
esta.(gráfico 22)
1.3. Elementos o Variables
Las variables de esta investigación son determinantes para el resultado final, ya que
nos proporcionan la información y características del lugar sobre el cual estamos
trabajando. Así mismo las cualidades y defectos del objeto que en este caso es una
vivienda.
• Radiación solar
La radiación solar es la energía emitida por el Sol, que se propaga en todas
las direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas. Esa
energía es el motor que determina la dinámica de los procesos atmosféricos
y el clima. La radiación solar a su vez influye en la temperatura interior y
exterior de la vivienda, así mismo, la sensación térmica de sus habitantes.
• Ventilación:
La renovación del aire del interior de una edificación mediante extracción o
inyección de aire. La finalidad de la ventilación es asegurar la calidad del aire
al interior, asegurar la salubridad del aire, tanto el control de la humedad,
concentraciones de gases o partículas en suspensión, colaborar en el
acondicionamiento térmico del edificio.
13
• Materialidad:
Elementos propios de los que está compuesta la envolvente del espacio. La
materialidad le da a la arquitectura una herramienta para favorecer o
contrarrestar los elementos climáticos del entorno y el confort de los usuarios.
• Emplazamiento:
Ubicación o implantación establecida geográficamente de algo; en este caso,
el proyecto. Interpretando también su disposición sobre la tierra. Este
también delimita las características técnicas que debe tener en cuenta el
proyecto para su desarrollo, así mismo, aspectos como las visuales,
ventilación, orientación, entre otros.
1.4. Delimitación
La búsqueda de información para el comprender contextualmente la investigación
se basa en comprender los antecedentes regionales relacionados con
investigaciones sobre el sector constructivo, la sostenibilidad y no menos importante
los condicionantes climáticos. Para ello; se revisó, por ejemplo, el comportamiento
climático de tres ciudades referentes (Sincelejo, Medellín y Rionegro) en un año
completo, así podemos establecer temporalmente un promedio de las
características físicas que tienen estos lugares.
En general, la investigación busca comparaciones con otros suelos térmicos, pero
está delimitada a comprender cuales son las características bioclimáticas favorables
a usar en el suelo térmico Cálido – Húmedo y brindar una solución a estas.
1.5. Formulación del problema
¿Cómo mejorar la calidad de vida pensando en el confort de las personas que
habitarán las futuras viviendas de interés social de Colombia en el suelo térmico
cálido – húmedo desde la arquitectura bioclimática?
1.6. Objetivo General
Proponer estrategias desde la arquitectura bioclimática, evaluando la radiación
solar, ventilación, materialidad y emplazamiento; como herramientas que podrían
usarse en el diseño de una vivienda de interés social en Colombia; en el clima cálido
– húmedo para brindar confort a sus habitantes.
14
1.7. Objetivos específicos
Los objetivos específicos que cumplir en el desarrollo de esta investigación son:
- Comprender las características del entorno en el que se plantearán las
soluciones bioclimáticas para la vivienda.
- Establecer las posibles características técnicas de la vivienda.
- Proponer unas estrategias objetivas y flexibles desde la bioclimática, que
sean adaptables a las futuras viviendas de interés social colombianas en el
clima cálido húmedo orientadas al confort.
Gráfico 3. Diagrama de las variables esenciales dentro de los objetivos de la investigación. Autoría propia.
1.8. Justificación
Lograr un ahorro energético considerable a escala nacional a partir de la utilización
de los recursos naturales, desde el diseño arquitectónico para contrarrestar el
malgasto del recurso, también, economizar los gastos de los usuarios y, a su vez;
generar una mejor calidad de vida para quien use estas opciones de diseño para su
vivienda. Estas estrategias pueden servir en otros países del mundo con cualidades
similares de entorno, siendo igualmente responsables con la naturaleza. Teniendo
como un prospecto de referente la Casa Yarumo (Amaya. A. 2015), que, sin ser
habitada como vivienda, pero utilizada espacialmente, disminuye el impacto
ambiental en sus consumos utilizando energías renovables.
Todo esto, con conclusiones basadas en las investigaciones anteriormente
realizadas por las universidades nacionales, como UPB, Eafit; que demuestran la
falta de sostenibilidad que poseen las viviendas colombianas. Una de ellas, la casa
Yarumo ubicada en la UPB Medellín, la cual anteriormente fue mencionada, y es
fruto de un concurso internacional que busca principalmente la eficiencia energética.
Condicionantes climáticos
Confort para el usuario
Emplazamiento Materialidad
Diseño bioclimático
de la vivienda
15
1.9. Metodología
A continuación, en la tabla 1 se relaciona cada uno de los objetivos específicos con
las actividades, su planeación y los productos a entregar. Cada color refleja las
variables dentro del marco contextual y el marco teórico – conceptual (tabla 2 y 3).
Tabla 1. Relación Metodología, actividades y productos en relación con objetivos. Confort, condicionantes climáticos, normativa aplicable en Colombia, materialidad, conceptos académicos sobre bioclimática, bibliografía sobre arquitectura y bioclimática. Autoría propia.
16
2. MARCO CONTEXTUAL
A partir de la metodología se pretende responder a las actividades planteadas para
cada objetivo y las variables relacionadas. Luego de hacer este análisis
determinamos ¿cuáles de estos factores son los más indispensables a tener en
cuenta a la hora de diseñar correctamente el proyecto?
A continuación, en la tabla 2, se evidencia la relación entre las variables y las
subvariables, a su vez, a la derecha, cada una tiene una pequeña definición y por
último, una marcación de cuales variables abarca directamente cada ítem.
Las subvariables señaladas con color de manera horizontal, son las que abarcan
más ítems dentro de la comparación y por ende las más utilizadas en el proceso, a
continuación, se desglosa la interpretación de la tabla 2:
• En la subvariable de entorno, todos los aspectos tienen la misma relevancia.
• En la subvariable de condicionantes climáticos; el elemento que más se
relaciona con las variables de la investigación es la radiación solar.
• En la normativa; concluimos que la ley 549 de 2015 es a la que más atención
se le debe dar para ejecutar correctamente el proyecto sostenible.
• Y por último y no menos importante; en la investigación que ha hecho la
Universidad Pontificia Bolivariana a lo largo del tiempo, la casa yarumo
(Amaya. A. 2015) es un referente que debe ser evaluado a cabalidad para
esta investigación.
17
Tabla 2. Tabla de descarte sobre variables del marco contextual. Autoría propia.
18
El contexto de esta investigación consiste en desarrollar las características físicas
que mejoren la forma en la que se diseña la vivienda de interés social nacional,
buscando el cumplimiento de la normativa y adicionalmente que sea aplicable a
gran porcentaje del territorio nacional, el cual se encuentra dentro del piso térmico
cálido – húmedo y equivale a un 80% (Catorce6 2019). Esto, además, amplia el
campo de acción de la investigación, al ser zonas dentro del país que en su mayoría
aún se conservan rurales, y pueden ser utilizados como suelos de expansión,
beneficiando a las familias de bajos recursos que habiten estas zonas de Colombia.
Otro ítem por evaluar es la poca diversidad que tienen las viviendas de interés social
en nuestro país, ya que, desde el diseño, usualmente solo se busca cumplir la
normativa y los costos, sin tener en cuenta el usuario y su confort, es por esto que
desde la arquitectura busco dar soluciones a ciertas condiciones precarias en las
que la habitabilidad ha pasado a un segundo plano. Por otro lado, la investigación
también crea una consciencia ecológica buscando implementar nuevas
materialidades que sean utilizadas en la vivienda, esto dotaría al país de un
desarrollo sostenible y un aporte al medio ambiente.
Para proponer estas soluciones debemos comprender cual es la normativa que rige
la construcción de una vivienda de interés social en nuestro país, buscando
proponer no solo un diseño sostenible, sino también uno que cumpla todos los
objetivos dentro del marco de la legalidad. (Ministerio de ambiente, vivienda y
desarrollo territorial, 2011).
Por último, las universidades regionales han promovido constantemente la
investigación en torno a la vivienda sostenible, es por esto que anteriormente en el
documento se ha mencionado a la casa yarumo de la UPB (Amaya. A. 2015) y la
casa solar de Eafit. (Torres, L. 2017). Ambos proyectos universitarios han sido
vinculados a un macroproyecto nacional, llamado Energética 2030, en el que el país
en convenio con universidades, empresas e incluso bancos a nivel mundial, busca
lograr un ahorro energético a escala nacional para el año 2.030, para esto ha
diseñado varios proyectos que abarquen la sostenibilidad energética desde todos
los ámbitos; en nuestro caso, el proyecto dos se refiere a la construcción sostenible,
y es allí donde el estado ha citado a varias universidades, entre ellas UPB y Eafit y
algunas empresas del sector constructivo, a que se involucren en el proyecto
gracias a su recorrido y sus antecedentes investigativos en el tema. Por el lado de
la UPB encontramos un gran logro con la casa yarumo, participante en el evento
Solar Decathlon, un evento que busca el diseño de construcciones relacionadas con
las energías renovables. Esta casa ahora se encuentra instalada en la universidad
y es un laboratorio constructivo que cada día da respuestas diferentes a las
preguntas de los estudiantes y profesores en cuanto a temas de sostenibilidad,
habitabilidad y arquitectura.
19
3. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL
El concepto personal de vivienda de interés social en nuestro país se rige
principalmente de dos cosas: el área y el costo de producción de esta medido en
cantidad de salarios mínimos vigentes. En donde los recursos son limitados para
poder brindarle el beneficio a “muchos” usuarios.
El concepto de vivienda de interés social según el estado colombiano es: El artículo
91 de la Ley 388 de 1997 define la vivienda de interés social como aquellas que se
desarrollen para garantizar el derecho a la vivienda de los hogares de menores
ingresos. Así mismo, incluye el tema en el Plan de Desarrollo Nacional, como una
medida frente a situaciones como: el déficit habitacional, las posibilidades de acceso
al crédito de los hogares, las condiciones de la oferta, el monto de recursos de
crédito disponibles por parte del sector financiero y la suma de fondos del Estado
destinados a los programas de vivienda, entre otros. El Plan Nacional de Desarrollo
y Plan de Inversiones 2014-2018 establece en el artículo 88 que la vivienda de
interés social es toda “unidad habitacional que cumple con los estándares de
calidad en diseño urbanístico, arquitectónico y de construcción y cuyo valor
no exceda ciento treinta y cinco salarios mínimos mensuales legales vigentes
(135 SMLMV)”.
Otra definición desde el estado colombiano menciona qué el concepto de la vivienda
de interés social se define como: “La Vivienda de Interés Social se encamina a
garantizar el derecho a la vivienda de los hogares de menores ingresos. El concepto
de vivienda de interés social debe cumplir con los postulados de una vivienda digna,
tema sobre el cual se recomienda revisar, entre otros, los siguientes fallos de la
Corte Constitucional: Sentencia T-585-06 y Sentencia T-079-08.” Desde el
ministerio de vivienda. (Minvivienda 2009).
Luego de revisar estos conceptos provenientes del estado, denotamos que la
evolución de la vivienda de interés social en nuestro país (Lozano, M 2015), ha sido
constante, pero en muchas ramas en las cuales no está muy involucrada la
arquitectura y es uno de los motivos que suscita esta investigación.
Adicionalmente, un concepto para tener claro luego de comprender en qué consiste
una vivienda de interés social en nuestro país; es el de Bioclimática. Según la revista
española Ecohabitar el concepto de bioclimática se simplifica en “La arquitectura
bioclimática consiste en el diseño de edificios teniendo en cuenta las condiciones
climáticas, aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos)
para disminuir los impactos ambientales, intentando reducir los consumos de
energía.” (Ecohabitar 2018).
20
Es así como estos dos conceptos desenvuelven el marco de esta investigación, ya
que la intención de la misma es relacionarlos para obtener un producto, que, en este
caso, busca favorecer a la población colombiana y al medio ambiente por medio de
una de las necesidades más elementales del ser humano la cual es habitar un lugar
y con ella la búsqueda de un refugio.
Para desarrollar el marco teorico de una manera mas sintetica y pertinente, se
emplea la misma metodologia que con el marco contextual, poniendo sobre la mesa
un derrotero de fuentes bibliograficas sobre la normativa y el tema principal de la
investigacion, haciendo un analisis de que tanto se relaciona cada fuente con las
variables a tratar.
A continuación, en la tabla 3, se evidencia la relación entre las variables y las
subvariables, a su vez, a la derecha, cada una tiene una pequeña definición y, por
último, una marcación de cuales variables abarca directamente cada ítem.
Las subvariables señaladas con color de manera horizontal, son las que abarcan
más ítems dentro de la comparación.
Como resultado tenemos cuatro elementos, y los no seleccionados no son menos
importantes, pero para centrar mas la metodologia de estudio; se enfocara el estudio
en los resultados, a continuación, se desglosa la interpretación de la tabla 3:
- De los conceptos adquiridos en las clases de bioclimatica encontramos todas
las variables vitales para el desarrollo de la investigacion, pero los mas
relacionados a esta serían entonces el soleamiento y los elementos del clima,
teniendo este ultimo total coherencia con las variables.
- Encuanto a la bibliografía, encontramos dos textos que abarcan con exactitud
todos los temas, estos son; Helene, F., (2012), Pequeño manual del proyecto
sostenible, Barcelona, España, Gustavo Gili. Y, el reconocido libro, Olgyay,
V., (1998), Arquitectura y clima, Barcelona, España, Gustavo Gili; los cuales
no solo nos da una gran cantidad de definiciones, sino también metodos y
recursos técnicos para el correcto desarrollo de la arquitectura bioclimatica
en un proyecto.
21
Tabla 3. Tabla de descarte sobre variables del marco teórico y conceptual. Autoría propia.
22
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los resultados de esta investigación se darán en el mismo orden del cuadro
metodológico, respondiendo a cada objetivo específico con unos productos
correspondientes al mismo.
Como primer objetivo específico debemos comprender el contexto en el que se
planteará un diseño de vivienda. Para esto debemos analizar las características del
lugar, visitarlo (Olgyay, V.1998) y entrevistar a quienes viven allí.
Es por esto que desde el marco del proyecto Energética 2030, proyecto 02, se
realizó con la supervisión de Alejandro Velázquez, y José Ignacio Marulanda
(docentes de la universidad Eafit) un análisis profundo de los condicionantes
climáticos que poseen los tres pisos térmicos que se están evaluando el proyecto,
los cuales son cálido – húmedo (Sincelejo) templado (Medellín) y, frio (Rionegro).
Esto con la intención de hacer una comparación grafica de las diferencias climáticas
que tienen los pisos térmicos en Colombia.
El análisis comienza con la tabla comparativa 4, que nos hace referencia en primer
lugar a la cantidad de territorio nacional que ocupa ese suelo térmico, luego cales
son sus temperaturas, una ciudad de referencia y la altura de estas en metros sobre
el nivel del mar (MSNM).
El dato más importante que arroja el grafico 4, es que podemos observar como el
piso térmico cálido ocupa el 80% del territorio nacional.
Tabla 4. Tabla comparativa entre pisos térmicos a evaluar. Autoría propia.
En la tabla 5, tenemos una comparación de temperatura, en la cual es evidente la
alta temperatura que tiene Sincelejo durante todo el año en comparación con las
otras dos ciudades. Siendo esta ciudad más caliente en los primeros meses del año.
23
Tabla 5. Tabla comparativa de temperaturas máximas, mínimas y medias entre pisos térmicos a evaluar. (Meteoblue, 2019)
En el gráfico 4, se compara la cantidad de precipitaciones y nubosidad de cada
ciudad, de la cual concluimos que Sincelejo es la ciudad más despejada y más seca,
especialmente desde el mes de diciembre hasta el mes de marzo.
Gráfico 4. Diagramas de barras comparativos de nubosidad y cantidades de precipitación en milímetros entre pisos
térmicos a evaluar. (Meteoblue, 2019)
24
En el gráfico 5 comparamos la radiación solar y los vientos que llegan a cada ciudad,
donde se evidencia que la radiación solar entre las ciudades es muy similar,
teniendo Sincelejo una leve ventaja, pero en cuanto a vientos, notamos una gran
brecha ya que Sincelejo en los primeros meses del año alcanza vientos de 19 km/h.
Gráfico 5. Diagramas de barras comparativos de velocidad de vientos y radiación solar entre pisos térmicos a evaluar.
(Meteoblue, 2019)
Luego, analizamos por medio de los gráficos 6, 7, 8, y 9; cada uno de los
componentes climáticos en cada ciudad referente, comenzando por las
temperaturas máximas, mínimas y medias, luego la nubosidad, precipitaciones
anuales, velocidad de los vientos y cantidad de radiación solar. Todos estos ítems
con datos mes a mes para luego obtener un promedio anual plasmado en los
siguientes diagramas de barras.
Porcentaje de días en el año Porcentaje de días en el año
25
Gráficos 6,7,8,9. Diagramas de barras comparativos de datos climáticos entre pisos térmicos a evaluar. Autoría propia.
Con estos resultados estadísticos de los promedios anuales, se hace un diagrama
de barras que concluye la comparación de los aspectos climáticos de las tres
ciudades a evaluar; donde vemos todos los factores agrupados diferenciados por
cada uno de los pisos térmicos, es por esto, que luego del analizar el gráfico 10, y
considerando los resultados obtenidos en los gráficos anteriormente evaluados; la
investigación desarrollará los próximos objetivos en función del suelo térmico cálido
– húmedo, representado por la ciudad de Sincelejo.
Gráfico 10. Diagramas de barras comparativos de los resultados climáticos obtenidos anteriormente en porcentaje de días
al año. Autoría propia.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
VIENTOS PRECIPITACIONES NUBOSIDAD
PORCENTAJE DE DIAS AL AÑO
piso termico 1 (SINCELEJO) piso térmico 2 (MEDELLIN) piso termico 3 (RIONEGRO)
Porcentaje de días en el año
26
Luego de analizar los factores del clima desde nuestra perspectiva, escuchamos a
un habitante del suelo térmico cálido - húmedo, el cual justamente reside en la
ciudad referente que es Sincelejo.
El docente John Jairo Feria, de la universidad de Sucre, y vinculado a su vez en el
proyecto de Energética 2030, comentó sus vivencias en este clima y además cuáles
son las características más importantes que se deben acatar cuando se construye
en su ciudad, Sincelejo.
La conversación con el John Jairo nos brinda unos ítems importantes a tener en
cuenta la hora de diseñar para este clima:
- La vivienda debería diseñarse para una temperatura de 35°C.
- En lugares como este la calefacción del agua no es necesaria, ya que el agua
se encuentra naturalmente a una buena temperatura (20°C)
- El 82% de Sincelejo es estrato 1 y 2.
- Es una ciudad donde llegan muchos desplazados que se asientan en las
periferias de la ciudad.
- En Sincelejo habitan aproximadamente 400.000 personas.
- Sincelejo no posee fuentes hídricas cercanas, no ríos, no embalses, no
pozos.
- La altura libre mínima recomendable para una vivienda es de 2.8 metros.
- Los vientos en Sincelejo provienen del noroccidente de la ciudad.
Estos ítems dados por el docente son unas premisas de diseño básicas que nos
brinda él como habitante del lugar, las cuales vienen desde un punto de vista
arquitectónico y buscan solucionar de una manera optimizada los aspectos de
habitabilidad.
Como resultado del segundo objetivo específico, en la materia de taller de
proyectos, vivienda sostenible de la UPB, se ha venido desarrollando un prototipo
de vivienda sostenible que reúne ciertas características que optimizan el diseño de
la vivienda VIS en Colombia, para realizar este diseño comenzamos evaluando,
principalmente el clima en el que se va a emplazar la edificación; específicamente
en el suelo térmico cálido – húmedo, como resultado del análisis del objetivo 1.
Estos son los resultados obtenidos en el desarrollo del proyecto:
A partir de una composición de planos (gráfico 11), se hace la propuesta formal de
un posible módulo de vivienda, la característica principal es que cumpla con 6
planos (o caras) en su totalidad formal. En este caso, las caras o cerramientos del
módulo forman una figura geométrica hexagonal.
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Gráfico 11. Propuesta formal del módulo a partir de un total de seis planos agrupados. Autoría propia.
Luego de concluir la propuesta formal del proyecto en su exterior que da como
resultado una silueta hexagonal, se desarrolla la distribución a su interior (gráfico
12), logrando equipar un módulo con dos viviendas simétricas.
Gráfico 12. Distribución interior del módulo, habitabilidad dentro de este. Autoría propia.
Cada módulo está compuesto de manera que cuatro personas puedan habitar
dentro este, optimizando el área total se logra un resultado de 24 metros cuadrados
por módulo, resultando que en menos de 62 metros cuadrados vivan dos familias
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en buenas condiciones. Estos metros cuadrados (Tabla 6) buscan dar solución a
las necesidades básicas que debe cumplir una vivienda, y está distribuidos de la
siguiente manera:
Tabla 6. Cuadro de áreas del módulo. Autoría propia.
Posteriormente, se evalúan temas de emplazamiento, orientación, y disposición del
módulo en su localización para encontrar los beneficios bioclimáticos (Serra, R.
1999), que estamos buscando desde la arquitectura. En este caso, buscamos que
las fachadas más ventiladas estén hacia el noroccidente (gráfico 13), ya que como
anteriormente fue mencionado, es de esta dirección de donde provienen los vientos
en la ciudad de Sincelejo.
Gráfico 13. Orientación en posibles agrupaciones del módulo. Autoría propia.
Así mismo se tienen dos opciones de agrupación del módulo (gráfico 14), las cuales
dependen de la topografía que posea el lugar donde se vayan emplazar los
módulos, para que sea adaptable y estable en cualquier lugar.
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Gráfico 14. Agrupación del módulo sobre topografía inclinada y plana. Autoría propia.
También se ha revisado su disposición en conjunto (gráfico 15), esto abarca sus
circulaciones exteriores y zonas comunes, buscando que este sea funcional de
manera individual o de manera grupal.
Gráfico 15. Circulaciones entre módulos dependiendo su agrupación. Autoría propia.
Adicionalmente; centrándonos en el desarrollo constructivo del módulo buscamos
soluciones eficaces y sostenibles, es por esto que en temas de la materialidad y la
bioclimática del proyecto (Helene, F, 2012) se dan otras características técnicas
desde el desarrollo arquitectónico.
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Gráfico 16. Esquema de ventilación cruzada dentro del proyecto. Autoría propia.
En los gráficos 16 y 17, se busca brindar un confort climático optimo al interior de la
vivienda aun estando en un clima cálido. Es por esto que se utilizan técnicas
bioclimáticas como la ventilación cruzada (Serra, R. 1999) en todas las direcciones,
claraboyas en la cubierta para la evacuación del aire caliente que dentro de esta se
genera y fachadas perforadas que garanticen las renovaciones de aire al interior.
Gráfico 17. Esquema de sistema de evacuación de aire caliente. Autoría propia.
La materialidad mixta del proyecto (gráfico 18) busca ser modular para mejorar el
tiempo de construcción requerido para ensamblar el módulo en su totalidad; es por
esto que se utiliza una estructura en acero, desmontable y pernada, un entrepiso en
Metaldeck (Acesco 2019), también paneles de SuperBoard (Etex 2019) para los
cerramientos exteriores e interiores, fibra Frescasa (Isover 2019) que busca reducir
la temperatura el interior producido por la radiación que golpea los materiales, y
otros elementos constructivos como lo es la malla Futura (GKD 2018) en acero
inoxidable y el SteelFrame (Fanalca 2019) para la sujeción de los paneles
envolventes e interiores.
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Gráfico 18. Isométrico explotado con lupas de materialidades. Autoría propia.
Así mismo, el diseño implementa técnicas que mejoren la habitabilidad y la
espacialidad interior de cada una de las viviendas, es por esto que cada módulo se
provee de una óptima iluminación natural en cada una de sus fachadas. En el gráfico
19, se aprecia el efecto la malla futura 3110 en la fachada en el cual se observa la
sombra que este material brinda al interior de la vivienda como mecanismo de
protección solar (Helene, F, 2012) en búsqueda del confort.
Gráfico 19. Imaginario del interior del módulo (zona social). Autoría propia.
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Gráfico 20. Imaginario exterior en topografía plana. Autoría propia.
Por último, en los gráficos 20 y 21, se desarrollan unos imaginarios donde se
agrupan los módulos de las dos maneras anteriormente explicadas (gráfico 14), esto
con la intención de ver el resultado funcional y estético de los materiales y la correcta
orientación de las fachadas.
Gráfico 21. Imaginario exterior en topografía inclinada. Autoría propia.
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El desarrollo de este proyecto es el resultado de las metas trazadas en los objetivos
específicos 2 y 3, los cuales buscan utilizar los conocimientos adquiridos a través
de la carrera para diseñar las características de una posible vivienda, así mismo la
proposición de estrategias bioclimáticas que sean objetivas y flexibles en el
desarrollo de un proyecto de vivienda de interés social buscando prioritariamente
mejorar la calidad de vida de sus habitantes desde la arquitectura.
Así mismo este prototipo de vivienda anteriormente explicado, fue evaluado por 5
coinvestigadores del proyecto de investigación energética 2030. La evaluación
buscaba comparar los diseños de cada uno de los coinvestigadores, y como cada
uno de esos módulos se comportaba en los cuatro pisos térmicos que tiene el país,
los cuales son; cálido – húmedo, cálido – seco, templado y frío. Todos los auxiliares
de investigación, evaluaron cada prototipo utilizando una tabla técnica con varios
puntos estratégicos a tener en cuenta; Cada una de estas tablas arroja un puntaje,
que luego es promediado con los resultados de los demás evaluadores. Por último,
se realizó una tabla (Tabla 7) que agrupa todos los módulos y sus resultados finales.
Tabla 7. Evaluación del desempeño en diferentes climas de los módulos propuestos por los coinvestigadores. Autoría
propia (proyecto de investigación Energética 2030).
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Como resultado de la evaluación del módulo anteriormente presentado en los
diferentes climas, y desde diferentes puntos de vista; se concluye positivamente que
el módulo de vivienda (gráficos 11 -21) el cual es el prototipo 5 en la tabla, cumple
mejor su función en el clima cálido húmedo; acertando su intención de ser
confortable en este clima; esto significa que desde el diseño arquitectónico
definitivamente se pueden presentar alternativas que mejoren la calidad de vida de
las personas dependiendo del lugar donde se localicen los proyectos, entonces; ya
que el módulo desde un inicio buscaba darle solución a los problemas climáticos
que presentaba Sincelejo, y este se encuentra en el clima cálido – húmedo, su
desempeño va ser óptimo solo en lugares con climas similares.
Así mismo, Con la intención de tener bien identificadas las características de los
living lab existentes en nuestro contexto, se presenta una tabla comparativa que
reúne los datos más relevantes de las construcciones hechas por las universidades
UPB y Eafit (gráficos 22 y 23) para poder evaluarlas de una manera más descriptiva.
Estos livings labs adscritos en el marco del proyecto Energética 2030, buscan ser
el punto de partida para encontrar la solución más integral de la vivienda sostenible
en el contexto colombiano.
Los living lab evaluados fueron; Hábitat Smart living lab de la Universidad Pontificia
bolivariana (Amaya 2015) y la Casa solar de la universidad Eafit (Torres 2017)
En cada una de las tablas (8 y 9), encontraremos primero los datos de su
localización, y cómo está emplazado el edificio, luego cuales son los condicionantes
climáticos que posee su entorno, y por último características más técnicas que nos
hablan de la arquitectura de la cual está compuesta cada uno de los edificios.
Gráficos 22 y 23. ¨[izquierda] Hábitat Smart Living Lab UPB (Amaya 2015). [derecha] Casa solar Eafit (Torres 2017).
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Tabla 8. Tabla evaluativa Casa solar Eafit. Autoría propia.
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Tabla 9. Tabla evaluativa Hábitat, UPB. Autoría propia.
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Luego de evaluar ambas edificaciones encontramos que tienen unas características
físicas y espaciales muy diferentes; comenzando por su localización ya que una se
encuentra en clima templado y otra se encuentra en clima frío, otro punto de partida
indispensable es la forma en la que cada una se emplaza sobre la tierra, entre
muchas otras diferencias, de las cuales se sacará provecho para concluir con una
mejor versión de ambas en el módulo propuesto para Sincelejo dentro del proyecto
Energética 2030.
5. CONCLUSIONES
Analizando las condiciones climáticas, podemos decir que actuar sobre el suelo
cálido – húmedo en Colombia, es la opción más asertiva si estamos buscando
soluciones a escala nacional, ya que primero estaríamos abarcando por mucho la
mayor parte del territorio, y por ende beneficiando a una gran cantidad de población.
Es por esto por lo que plantear una solución factible con una vivienda de interés
social, sería un beneficio social de grandes prestaciones. Solo evaluando el
panorama de Sincelejo, podemos deducir que de 400.000 habitantes; 328.000 son
de estrato 1 y 2 (Conversación con John Jairo Feria) y probablemente desplazados,
lo que implica que el cambio social en el departamento, o la ciudad sería altamente
notable si se dispone de un bien tan básico como lo es la vivienda. Esto generaría
progreso a la región y por ende al país. Así mismo son muchos los lugares del
mundo que poseen las características climáticas de nuestros suelos, esto implica
que el desarrollo del proyecto y sus resultados se atribuyen a un beneficio global.
En cuanto al diseño del proyecto planteado y su materialidad concluimos que la
arquitectura tiene una infinidad de posibilidades para darle solución a problemáticas
como esta, ya que si comenzamos desde la misma forma, la edificación puede
contrarrestar los defectos que tenga el entorno en donde esté emplazado el edificio,
y luego de esto; tenemos una inmensa oferta de materiales a nuestra disposición
para reforzar las intenciones bioclimáticas y lograr el objetivo de hacer una vivienda
sostenible; en el caso del proyecto anteriormente expuesto, es notable que desde
el diseño se obtienen resultados favorables cuando se evalúa oportunamente las
condiciones donde este estará emplazado, y es por esto que las evaluaciones de
los coinvestigadores de la facultad arrojan un resultado positivo cuando la vivienda
es evaluada en el clima para el cual fue diseñado. (cálido – húmedo).
El hacer arquitectura es un compromiso social, pues tenemos en nuestras manos la
calidad de vida de otras personas, y es por esto, que esta investigación presenta
una opción del cómo las viviendas de interés social de nuestro país podrían tener
un mejor planteamiento desde su inicio, y que no sean resueltas de prisa y sin
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premeditación, para con esto, no solo lograr la construcción de viviendas
sostenibles, sino también y más importante, una sociedad sostenible, con un estilo
de vida mejorado que opta por el progreso en todos sus ámbitos, y se adapta a los
nuevos cambios que nos exige la naturaleza y el planeta en el que hoy habitamos.
6. RECOMENDACIONES
Las recomendaciones que arroja el proyecto investigativo monográfico desarrollado,
van orientadas a su continuidad, en ámbitos con características diferentes a las
mencionadas anteriormente; clima, materialidad, diseño, que busquen darle
solución a las características para el diseño de viviendas de interés social en nuestro
país, pero con otros entornos y otras posibilidades, que abarquen en totalidad los
pisos térmicos con los que contamos en Colombia y así brindar una solución
integral.
Adicionalmente la importancia de la sostenibilidad integral en nuestro país debe ser
reforzada desde todos los ámbitos de investigación que puedan llevar a nuestra
nación y compatriotas hacia el progreso y las exigencias que el nuevo mundo
ecológico y la naturaleza nos demandan.
En cuanto al marco del proyecto Energética 2030, se indagará a más profundidad
todas las inquietudes resultantes de esta investigación, para llevar a cabalidad los
fines y objetivos propuestos buscando materializar las ideas planteadas por los
coinvestigadores y tutores de la facultad de arquitectura, y aprovechando la
oportunidad del trabajo interdisciplinar con el que se cuenta.
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7. BIBLIOGRAFIA
Helene, F., (2012), Pequeño manual del proyecto sostenible, Barcelona, España,
Gustavo Gili.
Olgyay, V., (1998), Arquitectura y clima, Barcelona, España, Gustavo Gili.
Lozano, M., (2015), Vivienda Social en Colombia: Diagnóstico y Evolución. Revista CIFE.
García, R. Fuentes, V., (1985), Arquitectura bioclimática y energía solar,
Azcapotzalco, México, Universidad autónoma metropolitana.
Serra, R., (1999), Arquitectura y climas, Barcelona, España, Gustavo Gili.
Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, (2011), Las normas
aplicables en el desarrollo de vivienda de interés social, Colombia, Nuevas
ediciones.
Amaya. A.M. (2015). Yarumo UPB, una alianza enriquecedora. Revista Universitas
científica, 18(2), 56-59.
Catorce6 (2019). Los pisos térmicos de Colombia y las variaciones según su altitud.
Recuperado de https://www.catorce6.com/investigacion/17171-los-5-pisos-
termicos-de-colombia-y-las-variaciones-segun-su-altitud.
Minvivienda (2009) Conceptos jurídicos vivienda de interés social. Recuperado de
http://www.minvivienda.gov.co/sobre-el-ministerio/conceptos-juridicos/vivienda-de-
inter%C3%A9s-social.
Ecohabitar (2018) Arquitectura bioclimática, conceptos y técnicas. Recuperado de
https://ecohabitar.org/arquitectura-bioclimatica-conceptos-y-tecnicas/.
Torres, L. (2017). Revista universidad Eafit 168. Medellín, Colombia. Recuperado
de http://www.eafit.edu.co/investigacion/revistacientifica/edicion-
168/Paginas/ladrillo-solar-para-vivienda-autosostenible.aspx.
Meteoblue (2019) Tiempo de Medellín departamento de Antioquia, Colombia,
6.25°N 75.56° O, 1405m s.n.m. Recuperado de
https://www.meteoblue.com/es/tiempo/semana/medell%C3%ADn_colombia_3674
962.
Meteoblue (2019) Tiempo de Rionegro departamento de Antioquia, Colombia,
6.16°N 75.37°O, 2090m s.n.m. Recuperado de
https://www.meteoblue.com/es/tiempo/semana/rionegro_colombia_3670730.
40
Meteoblue (2019) Tiempo de Sincelejo departamento de Sucre, Colombia, 9.3°N
75.4°O, 211m s.n.m. Recuperado de
https://www.meteoblue.com/es/tiempo/semana/sincelejo_colombia_3667983.
Acesco (2019) Ficha técnica entrepisos, Recuperado de
https://www.acesco.com.co.
Etex (2019) Ficha técnica superboard estándar, Recuperado de
https://www.etex.com.co.
Isover (2019) Ficha técnica Frescasa ECO, Recuperado de
https://www.isover.com.co/acerca-de-fiberglass-isover/que-es-saint-
gobain/fiberglass-isover.
GKD metalfabrics (2018) Futura 3110, Recuperado de https://www.gkd.de.
Fanalca (2019) Sistema Steel framing, Recuperado de
http://tubosyperfilesfanalca.com/?productos=sistema-steel-framing.
